第五章鋼鐵分析第二節(jié)第三節(jié)第一節(jié)第四節(jié)第五節(jié)概述鋼鐵試樣的采取、制備和分解鋼鐵中碳的測定鋼鐵中硫的測定鋼鐵中磷、錳和硅的測定第一節(jié)概述

鋼鐵是鐵和碳的合金，其化學成分中大多數(shù)元素是鐵，還含有碳、硅、錳、磷、硫等元素。鐵礦石和焦炭、石灰石按一定比例配合，經過高溫煅燒，冶煉，則鐵礦石被焦炭還原生成粗制的鐵，稱生鐵。鐵礦石主要含有硅酸鹽狀態(tài)存在的其他金屬或非金屬雜質的氧化鐵，經冶煉大部分雜質轉化成爐渣，分離除去,有少量雜質C、Mn、Si、S、P等殘存在生鐵中。

注解：石灰石CaCO3除SiO2焦炭還原鐵礦石生成粗制的生鐵一、概述二、鋼鐵材料的分類1、鋼的分類鋼是含碳量低于2%的鐵碳合金，其成分除鐵碳外，還有硅、錳、硫、磷等雜質元素，合金鋼中還有其他的合金元素。一般工業(yè)鋼中含碳量不超過1.4%。鋼的分類方法很多，主要按化學成分分類，即鋼鐵材料分為碳素鋼和合金鋼兩種。分類如下：

碳素鋼：工業(yè)純鐵（含碳量≤0.04%）低碳鋼（含碳量≤0.25%）

中碳鋼（含碳量=0.25～0.60%）高碳鋼（含碳量＞0.60%）合金鋼：低合金鋼（合金元素≤5%）中合金鋼（合金元素=5%～10%）高合金鋼（合金元素＞10%）其他分類方法見P1262、生鐵的分類生鐵是含碳量高于2%的鐵碳合金。C2.5～4%Mn0.5～6%Si0.5～3%S、P（少量）通常按用途分為煉鋼生鐵和鑄造生鐵：煉鋼生鐵：含硅低而含硫高，多用于煉鋼（白口鐵）鑄造生鐵：含硅高而含硫低，多用于鑄造（灰口鐵）生鐵3、鐵合金的分類指含有煉鋼時所需的各種合金元素的特種生鐵，用作煉鋼時的脫氧劑或合金元素的添加劑。按所含元素分為：硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、鎢鐵、鈮鐵、鈦鐵、硅錳合金、稀土合金等。用量最大的是硅鐵、錳鐵和鉻鐵。4、鑄鐵的分類鑄鐵也是含碳量>2%的鐵碳合金按化學成分，分為普通鑄鐵和合金鑄鐵。按斷口顏色，分為灰口鑄鐵、白口鑄鐵和麻口鑄鐵。按組織、性能不同，分為普通灰口鐵、孕育鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵和特殊性能鑄鐵。

綜上所述,C是確定鋼鐵型號及用途的主要指標，而Si,Mn直接影響鋼鐵性能(有益的)，也應控制一定含量，S，P有害成分，必須嚴格降至一定量。

因此，對于生鐵和碳素鋼:C,Si,Mn,S,P等五種元素的含量是冶金或機械工業(yè)化驗室日常生產控制的重要指標。三、鋼鐵分析的意義返回第二節(jié)鋼鐵試樣的采取、制備和分解

一、基本術語1、熔煉分析

熔煉分析是指在鋼鐵澆注過程中采樣取錠，然后進一步測成試樣并對其進行的化學分析。分析結果表示同一爐或同一罐液的平均化學成分。成品分析2、成品分析主要用于驗證化學成分，又稱驗證分析。由于鋼鐵在結晶過程中產生元素的不均勻分布（偏析），成品分析的值有時與熔煉分析的值不同。3、成品化學成分允許偏差

成品化學成分允許偏差是指熔煉分析的值雖在標準規(guī)定的范圍內，但由于鋼中元素偏析，成品分析的值可能超出規(guī)定的成分范圍。二、取樣規(guī)則1.用于鋼的化學成分熔煉分析和成品分析的試樣，必須在鋼液或鋼材具有代表性的部位采取。試樣應均勻一致，能充分代表每一熔煉號（或每一灌罐）或每批鋼材的化學成分，并應具有足夠的數(shù)量，以滿足全部分析要求。2.化學分析用試樣樣屑，可以鉆取、刨取，或用某些工具機制取。樣屑應粉碎并混合均勻。制取樣屑時，能用水，油或其他潤滑劑，并應去除表面氧化鐵皮和臟物。成品鋼材還應除去脫碳層、滲透層、涂層、渡層金屬或其他外來物質。3.當用鉆頭采取試樣樣屑時，對熔煉分析或小斷面鋼材分析，鉆頭直徑應盡可能的大，至少不應小于6mm；對大段面鋼材成品分析，鉆頭直徑不應小于12mm。4.供儀器分析用的試樣樣塊，使用前應根據(jù)分析儀器的要求，適當?shù)赜枰阅テ交驋伖馊?、熔煉分析取?.測定鋼的熔煉化學成分時，從每罐鋼液采取兩個制取試樣的錠，第二個樣錠供復驗用。樣錠是在鋼液澆注中期采取。2.當整個熔煉號的鋼，用下注法澆注，且僅澆注一般鋼釘時，樣錠采取方法為：如澆注真靜鋼，則應在澆注鋼液達到保溫帽部位并高出鋼錠本體約50—100mm；如澆注沸騰鋼，則應在澆注到距規(guī)定高度尚差100—150mm時采取。3.樣錠澆注在樣模內。模內應潔凈、干燥。樣模尺寸可為：下部內徑30—50mm，上部內徑40—60mm，高度為70—120mm，或由工廠自選確定。4.往樣模內澆注鋼液時，鋼流應均勻，不應使鋼液流出或溢濺，樣模不得注滿。應使樣模內鋼液鎮(zhèn)靜地冷凝。沸騰鋼可加入適量高純度金屬鋁使其平靜。樣錠不應有氣孔和裂縫。5.每個樣錠應經檢查員檢查合格。樣錠上應標明熔煉和樣錠號。6.必要時樣錠應進行緩慢冷卻，或在制取樣屑對樣錠進行熱處理，以保證容易加工制樣。7.未能按1或2的規(guī)定取得樣錠時，或在僅澆注一盤鋼錠情況下需采用與2的規(guī)定不同的取樣方法時，由工廠制訂補充辦法，并報上級公司或主管部門批準。8.上述規(guī)定的熔煉分析取樣，適用于平爐、轉爐和電弧爐煉鋼的煉分析。電渣爐、真空感應四、成品分析取樣成品分析用的試樣樣屑，應按下列方法之一采取。不能按下列方法采取時，由供需雙方協(xié)議。大斷面鋼材（1）大斷面的初軋坯、方坯、扁坯、圓鋼、方鋼、鍛鋼件等，樣屑應從鋼材的整個橫斷面或半個橫斷面上刨??；或從鋼材橫斷面中心至邊緣的中間部位（或對角線1/4處）平行于軸線鉆??；或從鋼材側面垂直于軸中心線鉆取，此時鉆孔深度應達鋼材或鋼坯軸心處。（2）大斷面的中空鍛件或管件，應從壁厚內外表面的中間部位鉆取，或在端頭整個斷面上刨取。小斷面鋼材（1）從鋼材的整個斷面上刨?。ê附愉摴軕荛_焊縫）；或從斷面上沿軋制方向鉆取，鉆孔應對稱均勻分布；或從鋼材外側面的中間部位垂直于軋制方向用鉆通的方法鉆取（2）當按上述（1）的規(guī)定不可能時，如鋼帶、鋼絲，應從彎折疊合或捆扎成束的樣塊橫斷面上刨取，或從不同根鋼帶、剛絲上截取。（3）鋼管可圍繞其表面在幾個位置鉆通管壁鉆取，薄壁鋼管可壓扁疊合后在橫斷面上刨取鋼板（1）縱軋鋼板。鋼板寬度小于1m時，沿鋼板寬度剪切一條寬50mm的試料；鋼板寬度大于或等于1m時，沿鋼板寬度自邊緣至中心剪切一條寬50mm的試料。將試料兩端對齊，折疊1—2次或多次，并壓緊彎折處，然后在其長度的中間，沿剪切的內邊刨取，或自表面用鉆通的方法鉆?。?）橫軋鋼板。自鋼板端部與中央之間，沿板邊剪切一條寬50mm、長500mm的試料，將兩端對齊，折疊1—2次或多次，并壓緊彎折處，然后在長度的中間，沿剪切的內邊刨取，或自表面用鉆通的方法鉆?。?）厚鋼板不能折疊時，則按上述的（1）或（2）所述相應折疊的位置鉆取或刨取，然后將等量樣屑混合均勻五、鋼鐵樣品的分解鋼鐵試樣主要采用酸分解法，常用的有鹽酸、硫酸和硝酸。三種酸可單獨或混合使用，分解鋼鐵樣品時，若單獨使用時一種酸，往往分解不夠徹底，混合使用時，可以取長補短，且能產生新的溶解能力。此外可用來分解鋼鐵樣品的還有磷酸和高氯酸。返回第三節(jié)鋼鐵中碳的測定

碳的測定概述燃燒-氣體容量法

一、概述

1、鋼鐵中的C來源

碳是鋼鐵的主要成分之一，它直接影響著鋼鐵的性能。碳是區(qū)別鐵與鋼，決定鋼號、品級的主要標志。

2、碳在鋼鐵中主要以兩種形式存在:

a:游離碳，如無定形碳、石墨碳、鐵碳固溶體等，用“C”表示。

b:化合碳，如：Fe3C、Mn3C、Cr3C2‥‥‥

3、碳是對鋼性能起決定作用的元素。碳在鋼中可作為硬化劑和加強劑，正是由于碳的存在，才能用熱處理的方法來調節(jié)和改善其機械性能。碳對存在狀態(tài)的影響，分為：灰口生鐵，石墨C多，軟而韌白口生鐵，化合物C多，硬而脆碳素鋼據(jù)C含量分三類，低、中、高碳素鋼。見鋼鐵分類表。

二、鋼鐵中總碳的測定

總碳量的測定方法有很多，但通常都是將試樣置于高溫氧氣流中燃燒，使之轉化為二氧化碳再用適當方法測定。

歸納起來可分為三大類:物理法、化學法、物理化學法。如電導法、電量法、滴定法、燃燒-氣體容量法等。下面介紹一下燃燒-氣體容量法。燃燒-氣體容量法是目前國內外廣泛采用的標準方法。本法成本低，有較高的準確度，測得結果是總碳量的絕對值。其缺點是要求有較熟練的操作技巧，分析時間較長，對低碳試樣測定誤差較大。

測定原理

試樣在1200～1300℃的高溫O2氣流中燃燒，鋼鐵中的碳被氧化生成CO2:

C+O2=CO2

4Fe3C+13O2=4CO2+6Fe2O3

Mn3C+3O2=CO2+Mn3O

3FeS+5O2=Fe3O4+3SO2

3MnS+5O2=Mn3O4+3SO2

生成的CO2與過剩的O2經導管引入量氣管，測定容積，然后通過裝有KOH溶液的吸收器，吸收其中的CO2:

CO2十2KOH=K2CO3十H2O

剩余的O2再返回量氣管中,根據(jù)吸收前后容積之差,得到CO2的容積,據(jù)此計算出試樣中碳的質量分數(shù)。

主要試劑

1、

氫氧化鉀吸收劑溶液(400g/L);

2.

除硫劑活性二氧化錳(粒狀)或釩酸銀.

●

釩酸銀;●

活性氧化錳;

3.

酸性氯化鈉溶液(250g/L);

4.

助熔劑,錫粒(或錫片),銅,氧化銅,純鐵粉.

5.

高錳酸鉀溶液(40g/L);

6.

甲基橙指示劑(2g/L).

分析步驟（四步）

將爐溫升至1200～1300℃,檢查管路及活塞是否漏氣,裝置是否正常,燃燒標準樣品,檢查儀器及操作。

稱取適量試樣置于瓷舟中,將適量助熔劑覆蓋于試樣上面,打開玻璃磨口塞,將瓷舟放入瓷管內,用長鉤推至高溫處,立即塞緊磨口塞.預熱lmin。

操作：按照定碳儀操作規(guī)程操作,測定其讀數(shù)(體積或含量)。

結束：打開磨口塞,用長鉤將瓷舟拉出,即可進行下一試樣分析。

示意圖：臥式爐氣體容量法定碳裝置。

測定條件

試樣的燃燒程度

燃燒溫度;助熔劑降低燃燒溫度;通O2速度

硫的干擾及消除

在高溫O2氣流中燃燒時,試樣中硫也轉化為SO2，如果生成的SO2,在吸收前未能除去,同樣被KOH溶液吸收,干擾碳的測定.常用MnO2,AgVO3除去混合氣體中的SO2

測定中應注意的問題

1、助熔劑中含碳量一般不超過0.005%2、樣品的放置要均勻地鋪在燃燒舟中

3、定碳儀應裝置在室溫較正常的地方(距離高溫爐約300～500mm)4、更換水準瓶所盛溶液、玻璃棉、除硫劑、氫氧化鉀溶液后，均應作幾次高碳試樣，使二氧化碳飽和后，才可進行試樣測定。5、對測定含硫量較高的試樣(大于0.2%)，應增加除硫劑量或增加一個除硫管。6、吸收器、水準瓶內溶液以及混合氣體三者的溫度應基本相同，否則將產生正負空白值。7、測定中應記錄溫度與大氣壓力，以確定補正系數(shù)f。8、如分析完高碳試樣后，應空通一次，才可以接著做低碳試樣分析。9、當洗氣瓶中硫酸體積顯著增加及二氧化錳變白時，說明已失效，應及時更換。10、觀察試樣是否完全燃燒，如燃燒不完全，需重新分析。11、爐子升溫應開始慢，逐步加速，以延長硅碳棒壽命。12、分析前，應先檢查儀器各部分是否漏氣。工作開始前及工作中，均應燃燒標準樣品，判定工作過程中儀器的準確性。13、吸收前后觀察刻度的時間應一致。吸收后觀察刻度時，量氣管及水準瓶內液面與視線應處在同一水平線上。14、吸收器中氫氧化鉀溶液使用久后也應進行更換。

分析結果的計算

當標尺刻度單位是毫升時

當標尺刻度是碳含量時公式W（C）=A×V×f／m×100%公式W（C）=A×x×20×f／m×100%總碳的其他測定方法燃燒庫侖法：在氧氣爐中將試樣燃燒（高頻爐或電阻爐），將生成的二氧化碳混合氣體導入已調好固定PH的（A態(tài)）高氯酸鋇吸收液中，由于二氧化碳的反應，使溶液PH改變（A態(tài)）。然后用電解的辦法電解生成的H+，使溶液PH回復到A態(tài)。根據(jù)法拉第電解定律，通過電路設計，使每個電解脈沖具有恒定電量，相當于0.5×10-6g碳，從而實現(xiàn)了數(shù)顯濃度直接、自動定碳的目的。燃燒—非水滴定法經燃燒生成的二氧化碳，導入乙醇-乙醇胺介質中，二氧化碳的酸性得到增強，然后以百里酚酞-甲基紅為指示劑，用乙醇鉀標準溶液進行滴定。加入乙醇胺的目的，是為了增強體系對二氧化碳的吸收能力。體系中加入丙三醇，可防止乙醇鉀和碳酸鉀乙酯的沉淀析出，增強體系的穩(wěn)定性。本法采用氣罩式吸收杯，兼有隔板式二次吸收和砂芯加流速度快、顏色不分層的優(yōu)點。由于溶液黏度大，砂芯式吸收杯對此體系不適用。返回第四節(jié)鋼鐵中硫的測定

硫的測定概述燃燒-滴定法（燃燒—碘酸鉀容量法）一、概述

來源:主要由焦炭或原料礦石引入鋼鐵

形態(tài):主要以MnS或FeS狀態(tài)存在

性能：使鋼產生“熱脆性”——有害成分

原因：為什么產生熱脆性？

FeS的熔點較低，最后凝固，夾雜于鋼鐵的

晶格之間。當加熱壓制鋼鐵時，F(xiàn)eS熔融，鋼

鐵的晶粒失去連接作用而脆裂。硫的測定方法

硫的測定方法很多，經典的硫酸鋇重量法。用于測定高硫試樣。

燃燒-滴定法具有簡單,快速,準確及適應面廣的特點，被廣泛采用，它也是國內外的標準方法。

碘量法

酸堿法

硼酸鈉法燃燒-滴定法

測定原理

主要試劑及儀器

測定步驟二、燃燒-滴定法（燃燒—碘酸鉀容量法）

測定原理

將鋼鐵試樣于1250～1300℃的高溫下通氧燃燒，使硫全部轉化為二氧化硫,將生成的二氧化硫用淀粉溶液吸收,用碘酸鉀標準溶液滴定至淺藍色為終點。

燃燒:4FeS+O2=2Fe2O3+4SO2

3MnS+5O2=Mn3O4+3SO2

吸收:SO2+H2O=H2SO3

滴定:KIO3+5KI+6HCl=3I2+6KCl+3H2O

H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI

主要試劑及儀器

1.碘酸鉀標準滴定溶液

2.淀粉吸收液(10g/L);

3.助熔劑

測定步驟

①將爐溫升至1200～1300C,檢查裝置是否正

常,于定硫吸收杯中加入淀粉吸收液(硫小于

0.01%用低硫吸收杯,加20mL吸收液；硫大于

0.01%用高硫吸收杯,加60mL吸收液),以600～

1500mL/min的流速通氧，用碘酸鉀標準滴定

溶液滴定至淺藍色不褪,作為終點色澤,關閉

氧氣。

②稱取適量試樣,置于瓷舟中,加入適量助熔劑,將瓷舟推至高溫處,預熱0.5～1.5min,通氧,控制氧速為1500～2000mL/min,燃燒后的混合氣體導入吸收杯中,使淀粉吸收液藍色開始消褪,立即用碘酸鉀標準溶液滴定并使液面保持藍色,當吸收液褪色緩慢時,滴定速度也相應減饅,直至吸收液的色澤與原來的終點色澤相同,間歇通氣后,色澤不變即為終點。計算公式T—碘酸鉀標準溶液對硫的滴定度，g/mL；V—滴定試樣所消耗碘酸鉀標準溶液的體積mL

V0—滴定空白時所消耗碘酸鉀標準溶液的平均體積，mL；W—試樣的質量，g公式W(S)=T×

(V-V0)／W×

100%

1.試樣務必細薄。時樣過厚，燃燒不完全，試樣也不能過于蓬松，否則燃燒時熱量不集中，都將使結果偏低。2.試樣不得沾有油污，否則將使結果偏高不穩(wěn)定，需用乙醚或其他溶劑洗滌烘干。3.爐管與吸收杯之間的管路不宜過長，除塵管內的粉塵應經常打掃，以減少吸附對測定的影響。4.為了便于終點的觀察，可在吸收杯后安放8W的日光燈，中間隔一透明的白紙。注意事項5.滴定速度要控制適當。6.硫的燃燒反應一般很難進行完全，既存在一定的系統(tǒng)誤差，所以應選則和樣品同類的標準鋼鐵樣品標定標準溶液，以消除該方法的系統(tǒng)誤差。7.第一、二道活塞一般不使用，在組裝儀器時可以省略。8.干燥管中干燥劑不宜裝的太滿，否則通氣不暢。9.測定硫含量時一般進行兩次通氧。即在通氧燃燒后并滴定至終點后，應停止通氧數(shù)分鐘，并再次通氧，觀察吸收杯中藍色是否褪去，若退色則應繼續(xù)滴定至淺藍色。

除此以外還有燃燒—酸堿滴定法，與煤中硫含量原理相同燃燒后的氣體用雙氧水溶液作為吸收劑吸收二氧化硫,生成的H2SO3被氧化為H2SO4,然后用NaOH標準滴定溶液滴定生成的H2SO4,即可求出SO2的質量分數(shù)。反應式如下：

吸收：SO2+H2O=H2SO3

H2SO3+H2O2=H2SO4+H2O

滴定：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O

返回第五節(jié)鋼鐵中磷的測定

磷的測定概述二氯化錫還原-磷鉬藍光度法一、概述1、來源：由原料中引入，有時也為了特殊需要而有意加入2、形態(tài)：以Fe2P或Fe3P狀態(tài)存在3、性能：磷化鐵硬度較強，以至鋼鐵難于加工，并使鋼鐵產生“冷脆性”也是有害雜質作用。P↑→流動性↑→易鑄造并可避免在軋鋼時軋輥與壓件粘合。在特殊情況下常有意加入一定量P達此目的。

4.、類型:生鐵P<0.3%一般碳素鋼<0.06%優(yōu)質鋼<0.03%5、特殊用途：軋輥鋼高達0.4–0.5%煉鋼或鑄鋼用的磷鐵15–20%之間

二、鋼鐵中磷的測定

鋼鐵中磷的測定方法有重量法，滴定法，光度法。一般是使磷轉化為磷酸，在與鉬酸銨反應生成磷鉬酸，在此基礎上可用重量法，酸堿滴定法,磷鉬藍光度法進行測定。下面介紹一下二氯化錫還原-磷鉬藍光度法和二安替比林甲烷-磷鉬酸重量法測定磷含量。

氯化錫還原-磷鉬藍光度法

在適當?shù)乃岫群豌f酸銨濃度下，在高溫下形成磷鉬酸，并用氟化鈉-二氯化錫混合液還原為磷鉬藍，此化合物經亞硫酸鈉還原成蘭色化合物--鉬藍。用分光光度計在波長660nm處測定鉬藍的吸光值，以測定磷的含量。反應式為：

H3PO4+12（NH4）3MoO4+21HNO3→（NH4）3PO4·12MoO3+21NH4NO3+12H2O

主要試劑1.混合酸：每升水中含硫酸50ML，硝酸8ML，其余為水。2.過硫酸銨：30%3.硫酸：（1+1）4.亞硫酸鈉溶液：10%5.氟化鈉溶液：2.4%6.鉬酸銨和酒石酸鉀溶液7.二氯化錫溶液8.氟化鈉-二氯化錫混合溶液

操作步驟

1.稱取生鐵或鑄鐵試樣0.5g，加混合酸85mL，過硫酸銨溶液4ML，加熱溶解，再加過硫酸銨4mL，煮沸約2min（此時有二氧化錳析出），加亞硫酸鈉溶液2ML，煮沸還原二氧化錳并分解過量的過硫酸銨，冷卻，移100mL入容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。2.吸取試液10.00mL，用刻度吸管加硫酸溶液1mL，亞硫酸鈉溶液1mL，煮沸，取下立即加鉬酸銨和酒石酸鉀溶液5mL，氟化鈉-二氯化錫混合溶液20mL，放置3-4min，然后在水浴中冷卻至室溫，于100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度線，搖勻。用1Cm比色皿，水為參比，于660nm處測定吸光度。結果計算

按下式計算試樣磷含量式中A樣---樣品溶液的吸光度。A標---標準樣品溶液的吸光度。---標準鋼鐵樣品的含磷量，％。

二安替比林甲烷-磷鉬酸重量法1.方法簡介在0.24～0.60mol/L鹽酸溶液中，加二安替比林甲烷—鉬酸鈉混合沉淀劑，形成二安替比林甲烷磷鉬酸沉淀(C23H24N4O2)3·H3P04·12MoO3·2H2O。過濾洗滌后烘至恒重，用丙酮-氨水溶解沉淀，再烘干至恒重，由失重求得磷量。360mg鎳、175mg錳、40mg鉬、50mg鈷、80mg鋁、30mg釩、20mg鐵、5mg鋯、3mg鈰不干擾。硅大于80μg時用氫氟酸處理。鉻及更大量的鐵、釩存在時，可在EDTA存在下用硫酸鈹作載體，氨水沉淀將磷載出，含鎢試樣以草酸配合物析出，并用上述方法分離兩次。鈮，鈦用銅鐵試劑分離，砷、錫用氫溴酸揮發(fā)除去

2．試劑①鹽酸：(1+1)、(4+96)、（1+23）、（1+200）。②鉬酸鈉溶液：5％。③溶解酸：鹽酸+硝酸=5+1④硫酸：(5+1)。⑤氫氟酸：(1+2)。⑥鹽酸-氫溴酸混合酸：鹽酸+氫溴酸＝2+1。⑦硫酸鈹溶液⑧二安替比林甲烷溶液：5％，(1+23鹽酸溶液)。⑨混合沉淀劑；42mL鉬酸鈉溶液，41mL鹽酸，17mL二安替比林甲烷溶液，使用前混合。⑩銅鐵試劑（亞硝基苯胲銨）溶液：6％。3．操作步驟稱取試樣(含磷0.02％～0.10％稱0.5g，0.1％以上稱0.2g置于300mL燒杯中，加溶解酸10mL，加熱溶解，加高氯酸lOmL，蒸發(fā)至冒煙，取下，加氧氟酸(1+2)2mL，再蒸發(fā)至冒煙，稍冷，加鹽酸-氫溴酸混合酸15mL，繼續(xù)蒸發(fā)至糖漿狀。冷卻，加熱水約30mL溶解鹽類，加EDTA4g(稱取0.2g時加3g)，硫酸鈹溶液10mL，用氨水調節(jié)至pH=3～4用水稀釋至約100mL，煮沸并保持微沸3-4min，加氨水10mL，再煮沸約lmin，流水冷卻至室溫。用中速濾紙過濾，用氨水(5+95)洗滌，繼續(xù)用水洗兩次，以熱的鹽酸(1+1)8mL溶解沉淀于原燒杯中，用水洗凈濾紙，稀釋至約100mL，加熱至40～100℃，加混合沉淀劑10～15mL，攪拌均勻，靜置30min以上，過濾，將沉淀移入坩堝中。用鹽酸(1+200)洗滌沉淀8次，水洗兩次，于110～150℃烘干至恒重，以混合溶劑20mL分兩次溶解沉淀，以水洗滌數(shù)次，再于上述溫度下烘干至恒重，并按整個分析過程制備試劑空白。4.結果計算式中W1---沉淀加坩堝的質量，g；W2---殘渣加坩堝的質量，g；W3---空白沉淀加坩堝的質量，g；W4---空白殘渣加坩堝的質量，g；W---試樣的質量，g；第六節(jié)鋼鐵中錳的測定

錳的測定概述測定方法

一、概述1、來源：少量由原料礦石中引入，主要是在冶煉鋼鐵過程中作為脫硫脫氧劑有意加入。2、形態(tài)：鋼鐵中主要以MnS狀態(tài)存在，如S含量較低，過量的錳可能組成MnC、MnSi、FeMnSi等，成固熔體狀態(tài)存在。3、性能：增強鋼的硬度，減弱延展性。4、類型：生鐵Mn0.5%-6%錳鋼中Mn>0.8%碳素鋼Mn0.3–0.8%高錳鋼高達13%-14%

鋼鐵中錳含量的分析通常采用滴定法和光度法。前者可用硝酸銀(酸性條件)定量將錳氧化成三價，用硫酸亞鐵錢標準滴定溶液滴定。還可以用過硫酸銨將錳氧化成七價，以亞砷酸鈉-亞硝酸鈉標準滴定溶液滴定。后者常用高碘酸鉀將錳氧化成七價后，進行光度測定。

二、鋼鐵中錳的測定（一）硝酸銨氧化還原滴定法測定錳含量本標準適用于碳鋼、合金鋼、高溫合金及精密合金中錳量的測定。測定范圍2.00%～30.00%。方法原理試樣經酸溶解后，在磷酸微冒煙的狀態(tài)下，用硝酸銨將錳定量氧化至三價，以N苯代鄰氨基苯甲酸為指示劑，用硫酸亞鐵銨標準滴定溶液滴水滴定。釩、鈰有干擾必須予以校正。（二）碘酸鈉（鉀）氧化光度法測定錳含量1.方法原理試樣經酸溶解后，在硫酸、磷酸介質中，用高碘酸鈉（鉀）將錳氧化至七價，測其吸光度。本法適用于生鐵、鐵粉、碳鋼、合金鋼和精密合金中錳含量的測定。測定范圍0.01%～2%。2.主要試劑a.磷酸-高氯酸混合酸b.高碘酸鈉溶液c.錳標準溶液e.不含還原物質的水2、測定步驟：稱取試樣置于150ml硝酸，低溫加熱溶解，加10ml磷酸-高氯酸混合酸，加熱蒸發(fā)至冒高氯酸煙（含鉻試樣需將鉻氧化），稍冷，加10ml硫酸（1+1），用水稀釋至約40ml，加10ml5%的高碘酸鈉（鉀）溶液，加熱至沸并保持2～3分鐘（防止試液濺出），冷卻至室溫，移入100ml容量瓶中，用不含還原性物質的水稀釋至刻度，搖勻。將上述顯色液移入比色皿中，向剩余的顯色液中，邊搖動邊滴加1%亞硝酸鈉溶液至至紫紅色剛好褪去，將此溶液移入另一比色皿中為參比，在分光光度計波長530nm處，測其吸光度，從工作曲線上查出相應的錳含量。3、工作曲線的繪制移取不同量的錳標準溶液5份，分別置于5個150mL錐形瓶中，加10mL磷酸-高氯酸混合酸，以下按分析步驟進行，測其吸光度，繪制工作曲線。4、分析結果計果C2---自校準曲線上查得的隨同試樣空白溶液中錳的濃度C1-----自校準曲線上查得的試樣溶液中錳的濃度f----稀釋倍數(shù)V----最終測量試樣溶液的體積(三）火焰原子吸收光譜法測定錳量本標準適用于鐵、碳素鋼及低合金鋼中錳含量的測定測定范圍為0.1%-2.0%。方法原理試樣以鹽酸和過氧化氫分解后，用水稀釋至一定體積噴入空氣-乙炔火焰中，用錳空心陰極燈作光源，于原子吸收光譜儀波長279.5nm處，測量其吸光度。為消除基體影響，繪制校準曲線時，應加入與試樣溶液相近的鐵量。第六節(jié)鋼鐵中硅的測定

硅的測定概述還原型硅鉬酸鹽光度法測定硅1、來源：由原料礦石引入或脫氧及特殊需要而有意加入2、形態(tài)：主要以硅化物：FeSi、MnSi、FeMnSi存在。在高硅鋼中一部分以SiC存在，有時形成固熔體或硅酸鹽3、性能：

(1)增強鋼的硬度、彈性及強度，提高抗氧化能力及耐酸性

(2)

促使C以游離態(tài)石墨狀態(tài)，使鋼高于流動性，易于鑄造(3)

類型：一般生鐵或碳素鋼Si含量<1%

電器用硅鋼Si含量可達4%

特殊用途的硅鐵、硅鋼等合金，Si含量達12-95%.如：含Si12–14%的鐵合金稱硅鐵含Si12%、Mn20%的鐵合金稱硅鏡鐵，主要用于煉鋼脫氧劑

一、概述

二、硅的測定

目前鋼鐵中硅的測定方法很多，主要有重量法，滴定法，光度法等。重量法是最經典的測定方法，具有準確、適用范圍廣等特點。光度法具有簡單、快速、準確等特點，是目前實際應用最廣泛的方法。其中應用最多的是硅鉬藍光度法。下面主要介紹還原型硅鉬酸鹽光度法測定鋼鐵中硅含量。方法原理

試樣用稀酸溶解后，使硅轉化為可溶性硅酸:加高錳酸鉀氧化碳化物，再加亞硝酸鈉還原過量的高錳酸鉀，在弱酸性溶液中，加入鉬酸，使其與H4SiO4反應生成氧化型的黃色硅鉬雜多酸(硅鉬黃)，在草酸的作用下，用硫酸亞鐵銨將其還原為硅鉬藍，于波長約810nm處測量吸光度。本法適用于鐵、碳鋼、低合金鋼中0.030%～l.00%酸溶硅含量的測定。反應方程式是如下：

3FeSi+l6HNO3=3Fe(NO3)3+3H4SiO4+7NO

+2H2OFeSi+H2SO4+4H2O=FeSO4+H4SiO4+3H2

H4SiO4+12H2MoO4=H8[Si(Mo2O7)6]+10H2O

主要試劑與儀器

1.試劑1.1純鐵（硅的含量小于0.002%）；1.2鉬酸銨溶液（50g/L）；1.3草酸溶液(50g/L)1.4硫酸亞鐵銨溶液(60g/L)；1.5硅標準溶液(20

g/mL)2．儀器721等類型的光度計分析步驟

1.稱取試樣0.1g左右，置于150mL燒杯中。加入30mL硫酸(1+17)，低溫緩慢加熱（不要煮沸）至試樣完全溶解（并不斷補充蒸發(fā)失去的水分）。煮沸，滴加高錳酸鉀溶液（40g/L)至析出二氧化錳水合物沉淀。再煮沸約lmin，滴加亞硝酸鈉溶液(100g/L)至試驗溶液清亮，繼續(xù)煮沸l(wèi)min～2min(如有沉淀或不溶殘渣，趁熱用中速濾紙過濾，用熱水洗滌)。冷卻至室溫，將試驗溶液移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

2.移取10.00mL上述試驗溶液二份，分別置于50mL容量瓶中(一份作顯色溶液用，一份作參比溶液用)顯色溶液：小心加入5.0mL鉬酸銨溶液，混勻。放置15min或沸水浴中加熱30s，加入l0mL的草酸溶液，混勻。待沉淀溶解后30s內，加入5.0mL的硫酸亞鐵銨溶液，用水稀釋至刻度，混勻。參比溶液：加入10.0mL草酸溶液、5.0mL鉬酸銨溶液、5.0mL硫酸亞鐵銨溶液，用水稀釋至刻度，混勻。3.將顯色溶液移入lcm吸收皿中，以參比溶液為參比，于分光光度計波長810nm處測量溶液的吸光度值。對沒有此波長范圍的光度計，可于680nm處測量。

工作曲線繪制

移取數(shù)份與已知其硅含量的純鐵或低硅標樣作低樣。移取0、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6